Земледелие с основами почвоведения

Среди организационно-агротехнических мер борьбы с засухой главнейшую роль играет освоение зернопаровых и зернопаропропашных севооборотов. Их общее значение в решении поставленной задачи основано на особенностях климата засушливых областей. Ограниченное количество осадков, значительно колеблющееся по отдельным годам, сопровождается неблагоприятным их распределением в течение вегетационного периода при остром дефиците влажности воздуха. В создавшихся климатических условиях исключительно большое значение имеет накопление глубинных запасов почвенной влаги и рациональное их использование культурными растениями. Достижение этой цели определяется прежде всего установление в севооборотах правильной структуры пашни и посевных площадей применительно к агроэкономическим условиям отдельных природных зон. Плодородие почвы поддерживается и повышается применением удобрений и обработкой почвы.

Среди всех мероприятий, направленных на предотвращение ветровой эрозии, агротехническим противоэрозионным методам принадлежит далеко не последняя роль. От состояния поверхности пашни зависит скорость ветра в приземном слое воздуха, его эродирующая способность. Обработка почвы в значительной мере влияет на противоэрозийную устойчивость верхнего слоя почвы. Большое значение в борьбе с выдуванием мелкозема имеет степень покрытия пашни растительностью или пожнивными остатками.

Для предотвращения ветровой эрозии решающее значение имеет  снижение скорости ветра у поверхности почвы, увеличение почвенных агрегатов до размеров, препятствующих скачкообразному перемещению частиц, перехват их и поддержание верхнего слоя почвы во влажном состоянии. Этим условиям наилучшим образом отвечает безотвальная обработка почвы с мульчированием стерней и другими пожнивными остатками.

Стерня и  соломистая мульча снижают скорость ветра в приземном слое, благодаря чему уменьшается или совсем не происходит выдувание почвы. По данным наблюдений, скорость ветра в слое 0 – 10 см. над поверхностью почвы во время пыльных бурь на ранней выровненной зяби с полупаровой обработкой была равна 6,8 м/с, на гребнистой поздней зяби – 5,9 м/с, на почве, обработанной плоскорезами – 3,5 м/с. В связи с этим за десять дней ветровой эрозии расход влаги на непродуктивное испарение из слоя почвы 0 – 30 см. составил на вспаханной и выровненной зяби 9,4 мм., на поле, обработанном плоскорезами – 3,4 мм.

Безотвальная  обработка и лесные полосы вызвали  снижение величины pH в пахотном слое на 0,5 – 0,6 и уменьшили засоление его водорастворимыми солями в результате выщелачивания карбонатов и солей вглубь почвы и отложения мелкозема.

Многолетняя распашка почвы отвальными орудиями способствовала ее выдуванию и снижению содержания гумуса в пахотном слое на 25,8 – 30,4% от его содержания в почве  многолетней залежи. Плоскорезная обработка  способствовала увеличению содержания гумуса на 13,2% от его содержания при отвальной вспашке в открытом поле.

Лесные полосы в зоне их влияния способствуют осаждению  мелкозема и увеличивают содержание гумуса в почве. Однако полоса мелиоративного влияния составляет около 20 их высот. Учитывая, что высота лесных полос в этой зоне невелика, соответственно полоса мелиоративного влияния также ограничена. Причем сами лесные полосы заносятся мелкоземом, выдутым на отвальной вспашке. Поэтому даже хорошо организованная система лесных полос не является радикальным средством защиты почв от ветровой эрозии при отвальной вспашке.

При выдувании  сантиметрового слоя темно-каштановой почвы, гумуса теряется 3,3 т/га. Исследованиями установлено выдувание слоя почвы 5 –50 см., что равносильно общей  потере гумуса 16,5 – 165 т/га.

В условиях ветровой эрозии распашка почв отвальными орудиями привела к уменьшению содержания в слое 0 – 10 см. минерального азота на 47%, подвижного фосфора на 9,2% от их содержания на залежи. Плоскорезная обработка способствовала увеличению содержания минерального азота на 57 – 190%, подвижного фосфора на 11% от его содержания на вспашке.

Безотвальная  обработка почвы и лесные полосы способствуют уменьшению плотности  твердой фазы почвы и плотности  ее сложения, увеличению общей порозности по сравнению с отвальной вспашкой в открытом поле. Ветровая эрозия вызывает ухудшение агрофизических свойств почвы, описанных в главе 1, а плоскорезная обработка и лесные полосы способствуют их улучшению.

В открытом поле безотвальная обработка способствует накоплению продуктивной влаги за зимних период в слое 0 – 150 см. на 24 мм. больше, чем отвальная вспашка, а в засушливые годы на 40 – 87 мм. Лесные полосы повышают запасы продуктивной влаги по вспашке на 20 мм., по плоскорезной обработке на 4 мм. в сравнении с открытым полем.

В прямой зависимости  от накопленной продуктивной влаги  находится и урожайность  сельскохозяйственных культур. Сочетание безотвальной обработки  и лесных полос повысило урожайность озимой пшеницы в неблагоприятные по погодным условиям годы на 8,7 – 10,8 ц/га. в сравнении с отвальной обработкой в открытом поле.

Выдувание почв и посевов наблюдается не только в степи, но и лесостепи. Довольно интенсивные пыльные бури бывают почти ежегодно весной, когда почва занята растительностью. От них сильно страдают всходы растений, особенно сахарной свеклы. Известны случаи полного уничтожения посевов сахарной свеклы с последующим вынужденным пересеванием.

 3. Экономическая целесообразность севооборотов

Севооборот  – научно обоснованное чередование  сельскохозяйственных культур во времени и размещение их на полях. Период, в течение которого культуры проходят через каждое поле в установленной последовательности, называется ротацией севооборота. Если вместо наименования сельскохозяйственных культур указаны группы, к которым они относятся, например озимые зерновые, яровые зерновые, пропашные и т. д., то такой перечень называют схемой севооборота. В крупных хозяйствах обычно вводят несколько различных севооборотов. Рациональное сочетание их составляет систему севооборота. Чередование культур неразрывно связано с агротехникой, в частности с обработкой почвы, применением удобрений, мероприятиями по борьбе с эрозией почвы, сорняками, болезнями и вредителями культурных растений. Севообороты служат основой для применения агрономических приемов; они составляют важнейшую часть системы земледелия.

Значение  севооборотов в повышении плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур доказано длительными отечественными и зарубежными полевыми опытами. Было установлено, что в севообороте (по сравнению с бессменным возделыванием) зерновые культуры повышают урожай в 1,5 – 2 раза, сахарная свекла – в 1,5 – 2 раза, картофель – на 20 –50%; кукуруза дает меньшую прибавку урожая; лен и подсолнечник при повторных посевах резко снижают урожай. Такая закономерность  проявляется также при внесении удобрений.

Снижение  урожайности при бессменном возделывании сельскохозяйственных культур вызывается многими причинами. Одни из них связаны с питанием растений, другие – с воздействием сельскохозяйственных культур на физические свойства почвы, третьи – биологического порядка.

Особенности питания разных видов растений выражаются в  неодинаковой потребности их в элементах пищи, в различной способности их корневой системы извлекать питательные вещества из глубоких слоев почвы, а также из труднодоступных соединений, в способности бобовых растений фиксировать атмосферный азот и обогащать им почву. Главной причиной снижения урожайности при бессменных посевах без внесения удобрений является одностороннее истощение почвы (как и всякое истощение вообще) но и в этом случае севооборот оказывает большое положительное влияние на условия питания растений. Внесение удобрений под зерновые, картофель, сахарную свеклу и другие культуры более эффективно в севообороте, чем при бессменном возделывании. Лучшее использование питательных веществ почвы и удобрений в севообороте объясняется чередованием растений с разной корневой системой. Корневые системы различных видов растений обладают неодинаковой способностью усваивать питательные вещества из труднодоступных соединений. Так, люпин, гречиха, овес и некоторые другие культуры с помощью корневых выделений могут переводить в усвояемое состояние малодоступные соединения фосфора. Введение в севооборот бобовых растений обогащают почву азотом, следовательно сокращает расход минеральных удобрений.

Различное воздействие  сельскохозяйственных культур на физические свойства почвы и на устойчивость ее против водной и ветровой эрозии выражается в том, что после уборки разных видов сельскохозяйственных культур в почве остается неодинаковое количество растительных остатков и органических удобрений. Регулирование баланса органического вещества в почве – важнейшая  задача земледелия. От правильного решения этой задачи зависят физические свойства почвы, в частности ее структура, которая служит регулятором водно-воздушного режима и надежной защиты от эрозии. Правильным подбором и чередованием культур в сочетании с внесением органических и минеральных удобрений можно регулировать процессы создания и разложения органического вещества в почве, добиваться бездефицитного баланса его и тем самым улучшать физические свойства почвы. Сами растения и приемы их возделывания по-разному  влияют на устойчивость почвы против эрозии. Пропашные культуры и систематическая обработка почвы, связанная с их возделыванием, понижают устойчивость почвы против эрозии, а многолетние травы, наоборот, повышают ее; зерновые культуры при условии применения почвозащитной обработки также предохраняют почву от ветровой эрозии. В районах достаточного увлажнения и при орошении важным средством улучшения баланса органического вещества в почве и защиты ее от эрозии служат промежуточные культуры, особенно озимые. Все эти мероприятия осуществляют путем правильного размещения сельскохозяйственных культур на территории и их чередования во времени, то есть в результате применения системы севооборота.

К биологическим  причинам относятся засоренность посевов, вредители и болезни растений, продукты жизнедеятельности растений и микроорганизмов, развивающихся в ризосфере. При бессменной культуре усиливается засоренность посевов сорняками, приспособившимися к этой культуре. Так, повторные посевы яровых зерновых культур засоряются яровыми сорняками, особенно овсюгом, дикой редькой, и др. В посевах озимых зерновых культур развиваются озимые и зимующие сорняки, особенно костер ржаной, пастушья сумка, ярутка полевая и др. Чередование озимых и яровых культур создает неблагоприятные условия для озимых и яровых сорняков и снижает общую засоренность посевов. При возделывании пропашных культур сорняки уничтожаются междурядными обработками. Особенно недопустимы повторные посевы подсолнечника, льна, клевера и др., которые засоряются паразитными сорняками. Такие культуры нужно чередовать в севообороте так, чтобы семена сорняков-паразитов в почве потеряли свою жизнеспособность. Химические способы облегчают борьбу с сорняками и расширяют возможности в подборе предшественников для той или иной культуры. Однако применение гербицидов дает лучшие результаты при условии сочетания его с правильным чередование культур и другими агротехническими приемами борьбы с сорняками.

Не менее  опасны для урожая многих сельскохозяйственных культур вредители и возбудители болезней. Так, при бессменных посевах озимая пшеница сильно поражается корневыми гилями, лен и конопля – фузариозом, картофель – фитофторозом, ризоктониозом и паршой, подсолнечник – ложномучнистой росой, хлопчатник – вилтом, капуста – килой и т.д. При отсутствии правильных севооборотов в зерновых районах сильно размножаются клоп-черепашка, зерновая совка, жужелица и другие вредители. При возделывании сахарной свеклы на постоянных плантациях размножаются нематоды, снижающие урожай корней и содержание в них сахара.

Растения  в процессе жизнедеятельности выделяют различные вещества: одни из них отрицательно действуют на последующие культуры, другие подавляют развитие полезных микроорганизмов. Аналогичные вещества выделяют микроорганизмы, развивающиеся в ризосфере культурных растений. Исследованиями ученых установлено, что почва, на которой длительное время возделывался клевер, приобретает токсичные свойства по отношению к клубеньковым бактериям, что отдельные  виды ризосферных бактерий угнетают растения при повторных посевах, но стимулируют развитие растений других видов. В земледелии биологические факторы – главные причины, которые следует учитывать при ведении севооборота. Многие болезни и вредителей можно устранить средствами борьбы лишь при правильном чередовании культур. Теми же причинами объясняется так называемое почвоутомление, от которого больше страдают растения, сильно поражающиеся грибными и бактериальными болезнями (лен, клевер, горох, и т.д.). Видовой состав грибов и ризосферных  микроорганизмов в почве изменяется вследствие смены возделываемых растений или в результате изменений агротехники.

В зависимости  от почвенно-климатической зоны существуют различные причины снижения урожайности  сельскохозяйственных культур при  монокультуре. Общая закономерность состоит в том, что положительная роль чередования тем значительнее, чем более несходны чередующиеся культуры по биологии и технологии выращивания. С повышением общего уровня агротехники расширяется возможность повторных посевов тех культур, которые меньше поражаются специфическими болезнями и вредителями и при возделывании которых не образуется угнетающие их жизнедеятельность вещества.

Правильная, научно обоснованная система севооборотов должна отвечать следующим требованиям: соответствовать почвенно-климатическим  и экономическим условиям хозяйства, учитывать возможность трансформации сельскохозяйственных угодий путем мелиорации; согласовываться с размещением населенных пунктов, хозяйственных центров, животноводческих ферм, водоемов, дорожной сети и других элементов внутрихозяйственного землеустройства; отвечать задачам высокопроизводительного использования машинотракторного парка, обеспечивая возможность комплексной механизации земледелия.

Проектирование  системы севооборотов проводят по нескольким вариантам с помощью расчетов. Применение математических методов позволяет проверить значительно большее количество возможных вариантов и выбрать среди них наилучший. Проектируемый вариант системы севооборотов подвергают  агрономической и экономической оценке. Набор культур, их структура и чередование в севообороте должны отвечать агрономическим требованиям с учетом местных почвенно-климатических условий, обеспечивать производство с 1 гектара севооборотной площади наибольшего количества продукции с наименьшими затратами труда и материально-денежных средств. Агротехническая оценка предшественников основывается на данных местных опытных станций, сортоучастков, передовых хозяйств. Экономической оценке подвергают различные варианты системы севооборотов и структуры посевных площадей по следующим основным показаниям: выход продукции с 1 га. и на 1 ц. Продукции. Суммарный выход продукции на 1 га. севооборотной площади можно определить путем перевода продуктов в условные единицы, пользуясь коэффициентами, рекомендуемыми для каждой зоны. В практике применяется также стоимостная оценка продукции.

В этом и заключаются  причины чередования сельскохозяйственных культур экономического характера. Так, как при правильном чередовании затраты на возделывание культур снижаются, урожаи и их качество растут, соответственно и возрастает уровень рентабельности производства.

 4. Почвозащитные севообороты, их назначение и особенности.